21. Усталостное разрушение стенки трубопроводов и прогнозирование его остаточного ресурса.

Для оценки числа циклов от момента зарождения до момента, когда трещина становится сквозной, существует кинетические диаграммы усталостного разрушения. Эти диаграммы связывают между собой скорость роста трещины и изменение за цикл НДС в вершине трещины.

где а – глубина дефекта, N – число циклов нагружения.

Д иаграмма усталостного разрушения выражаются формулами:

, - размах коэффициента интенсивности напряжений.

В области трещина практически не развивается. Значение является пороговым значением для роста трещины.

В области трещина не может существовать, так как при происходит полное разрушение. Значение является критическим (предельным) значением для роста трещины.

Область условно делится на три подобласти. Для каждой области записывается своя система уравнений.

В соответствии с расчетной диаграммой циклического разрушения число циклов на этапе роста трещины при циклическом нагружении определяется по формуле

,

где - исходная глубина трещины; - критическая глубина, удовлетворяющая хотя бы одному из условий статического разрушения.

22. Определение основных зависимостей для подсчета технологических параметров ремонтной подвижной колонны и напряжений в опасных сечениях трубы при подъеме трубопровода трубоукладчиками.

23. Оценка пластической устойчивости трубопроводов. Влияние прочностных характеристик сварного соединения трубопровода на несущую способность.

Оценка пластической устойчивости трубопроводов

В общем случае при нагружении труб внутренним давлением возможны два момента, связанные с потерей пластической устойчивости.

1.По мере деформирования труб внутренним давлением наступает момент, когда дальнейшее нарастание напряжений осуществляется за счет увеличения диаметра и уменьшения толщины стенки без роста и даже при уменьшении давления .

2.По аналогии с образованием шейки при одноосном растяжении в стенке трубы наступает момент, когда равнодействующая сила , приходящаяся на участок длиной , достигает максимального значения.

Условия наступления этих моментов можно охарактеризовать уравнениями:

, - интенсивность логарифмических деформаций.

; , и - продольные и окружные напряжения в стенке трубы .

Ниже представлены выражения для определения критических значений интенсивности деформаций, соответствующих моменту наступления максимального давления и моменту образования шейки :

- равномерная логарифмическая деформация при одноосном растяжении.

Выразим критические значения интенсивности через соответствующие значения окружной деформации и :

Критерии и характеризуют прочность трубы , а и - прочность материала .

М ожно видеть, что потеря пластической устойчивости трубы во всем исследуемом диапазоне изменения происходит при гораздо меньших деформациях, нежели образование шейки.

При этом все рассматриваемые критерии определяются только пластичностью материала и коэффициентом и совершенно не зависят от прочностных характеристик.

Значения же оказываются независимыми и от .